帕瓦電力--物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)的概念

現(xiàn)在我們國家對智能電網(wǎng)很重視，智能電網(wǎng)領(lǐng)域也取得了非常顯著的成績，在國際上中國智能電網(wǎng)技術(shù)也具有非常領(lǐng)先的地位。智能電網(wǎng)的主要目的就是避免停電損失、提高能源安全和客戶服務(wù)質(zhì)量，我們公司就是圍繞這些需求開展智能電網(wǎng)的工作，部署智能電網(wǎng)技術(shù)，幫助電力企業(yè)進行技術(shù)創(chuàng)新，并實現(xiàn)電力企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型。

在2003年的時候，美國能源部就提出電網(wǎng)現(xiàn)代化的要求，發(fā)布了智能電網(wǎng)2030計劃，并且在2009年把智能電網(wǎng)提升為美國的國家戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)作為智能電網(wǎng)信息感知的核心部分，在智能電網(wǎng)應(yīng)用中有著非常廣闊的前景。2009年5月，國家電網(wǎng)公司明確提出要建設(shè)具有信息化、自動化、互動化的智能電網(wǎng)，計劃到2020年全面建成統(tǒng)一堅強的安全智能電網(wǎng)體系。目前已經(jīng)啟動了斥資三千億的建設(shè)計劃，并且實施了一系列的應(yīng)用工程建設(shè)。通過在智能電網(wǎng)中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以對電網(wǎng)相關(guān)的外界因素進行感知，構(gòu)建傳感網(wǎng)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對影響變電站運行的因素進行全方位的監(jiān)測和響應(yīng)。

感知集團的智能變電站解決方案是在物聯(lián)網(wǎng)大潮時期提出的，并且專門成立了一個公司來負責(zé)智能變電站的項目，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了發(fā)電、輸電、用電等一系列項目的解決方案。目前在感知集團電網(wǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)品有智能輔助管理平臺，變點環(huán)節(jié)的產(chǎn)品有變電站設(shè)備，包括水溫、氣體的溫度的傳感器，輸電環(huán)節(jié)的防護防盜的傳感器，用電環(huán)節(jié)的智能先鋒和一些解決方案，還有核心智能電網(wǎng)系統(tǒng)和地下電力電纜標識管理等，這些都屬于核心產(chǎn)品和解決方案。

智能變電站的監(jiān)測和輔助系統(tǒng)主要是基于IEC61850協(xié)議將變電站的相關(guān)信息采集上來，在數(shù)字急控中心進行預(yù)警、處理和反饋。變電站的主要組成部分包括智能管理，關(guān)鍵設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)控、避雷器、電流監(jiān)測、動力環(huán)境的監(jiān)控和視頻監(jiān)控。智能變電站系統(tǒng)有一個智能管理軟件平臺，這個平臺通過對采集上來的變電站的信息進行分析之后，幫助監(jiān)控人員對站內(nèi)的狀況進行監(jiān)控，提供及時可靠的監(jiān)控支撐能力。此外還部署了超低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以降低溫濕度傳感器等全壽命無須更換電池的傳感器的功耗。還有視頻監(jiān)控和防入侵系統(tǒng)、多傳感器協(xié)同和感知聯(lián)動的防入侵系統(tǒng)。感知集團承擔(dān)了一個重點示范工程：國網(wǎng)公司的第一個220千伏的全數(shù)字智能變電站的示范項目，這個項目運用了帕瓦公司的狀態(tài)監(jiān)測和輔助系統(tǒng)解決方案，還包括一些傳感器和急控中心監(jiān)控平臺。

帕瓦在變電、配電和輸電領(lǐng)域的應(yīng)用

首先是溫度傳感器溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要基于自行研發(fā)的溫度傳感器在線監(jiān)測電網(wǎng)的溫度狀態(tài)信息，傳到控制主機最后到急控平臺上。

采暖通風(fēng)子系統(tǒng)。由于電站設(shè)備對溫度、濕度要求比較高，我們研發(fā)了采暖通風(fēng)子系統(tǒng)，結(jié)合無線溫濕度傳感器對設(shè)備和環(huán)境進行溫濕度的監(jiān)測，并且提供自動控制通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的運行。

視頻監(jiān)控和安全警衛(wèi)子系統(tǒng)。主要是對電站周圍進行視頻監(jiān)控和運用振動傳感器防入侵設(shè)備來實現(xiàn)安全防護。智能巡檢認證的子系統(tǒng)，通過圖象監(jiān)測和智能圖象識別來保證巡檢員的巡檢質(zhì)量。防誤入間隔子系統(tǒng)，在一些工作區(qū)部署一些圖象傳感器，通過智能圖象識別來防止人進入禁止區(qū)域。

泄漏在線監(jiān)測子系統(tǒng)。這個子系統(tǒng)由監(jiān)測節(jié)點、控制器、協(xié)同感知監(jiān)控平臺組成，主要是檢測電站的氣體泄漏。

氣體溫水監(jiān)測子系統(tǒng)，主要是用來對氣體和漏水進行監(jiān)測。

及時位水監(jiān)測子系統(tǒng)，主要是對變壓器的位水進行監(jiān)測，實時的數(shù)據(jù)采集和報警。

變壓器有色譜在線檢測子系統(tǒng)，是通過智能傳感器對變壓器四相色譜進行分析。

無線避雷器的在線檢測子系統(tǒng)。這個系統(tǒng)由主機和骨干節(jié)點、無線電壓傳感器節(jié)點、無線避雷器泄漏電流傳感器組成，部署以后能實時監(jiān)測到避雷器的工作狀態(tài)，防止避雷器的故障。

無線傳感器數(shù)據(jù)傳輸基站是一種通過無線方式對相關(guān)傳感信息進行采集的傳輸基站，采集了之后通過2.4G或者是S485把采集到的信息傳送到數(shù)據(jù)中心。

輸電環(huán)節(jié)的產(chǎn)品和應(yīng)用解決方案。主要研發(fā)了防盜螺栓、地埋振動傳感器等一系列傳感器，用來防止在輸電過程中出現(xiàn)如輸電塔螺栓被盜、輸電塔傾斜和不明物體接觸到輸電路等問題的發(fā)生。

傾角傳感器可以識別出一毫米的傾斜，一個五十米高的輸電塔如果發(fā)生了傾斜，通過這個傳感器就可以檢測出來并把信息輸送給相關(guān)部門。從圖片上和一角硬幣的對比我們可以看出，這個設(shè)備是非常小的，現(xiàn)在這些設(shè)備都已經(jīng)部署到無錫的輸電系統(tǒng)中了。

防盜螺栓。輸電塔上的螺栓在被盜之后容易引起輸電塔的傾倒，所以螺栓的安全非常重要。我們研發(fā)的智能防盜螺栓設(shè)備具有防盜功能，該設(shè)備可以檢測十到二十米范圍內(nèi)人的活動，一旦發(fā)生拆卸螺栓的行為，該設(shè)備就會立刻把消息傳到監(jiān)控中心并自動報警。

變壓變化傳感器對電壓變化情況的檢測，并且進行實時在線分析。壁掛振動傳感器通過振動監(jiān)測保護物周圍人和車輛的情況，達到防入侵的目的;地埋傳感器也是防入侵的設(shè)備;線路故障的傳感器，主要用于中高壓的輸配電線路上，可以檢測短路和接地故障。

對環(huán)境的感知。風(fēng)速風(fēng)向傳感器、導(dǎo)向溫度和環(huán)境溫度濕度的傳感器，這些儀器通過對輸電線路的氣象環(huán)境監(jiān)測，包括溫度、濕度、風(fēng)速、一些塔架的傾角綜合監(jiān)測，來保證輸電線路的正常運行。

組網(wǎng)方案，電力輸電和配電傾角的測量，采用多種類型傳感器的方式實現(xiàn)故障的綜合判定。

用電環(huán)節(jié)的產(chǎn)品和應(yīng)用系統(tǒng)，主要有智能前風(fēng)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是安裝在電表上的，用來防止對電表的私自拆裝。

戶外端子進行監(jiān)控，如果檢測系統(tǒng)所處的環(huán)境晝夜溫差比較大、空氣潮濕的會造成凝露，我們這個系統(tǒng)就可以實時檢測到凝露并報警。

智能鎖具，針對現(xiàn)在變電站內(nèi)端子箱鎖具不統(tǒng)一研發(fā)鎖具的情況，這樣可以用一把物理鑰匙就能實現(xiàn)一把邏輯鑰匙開啟唯一邏輯鎖具的功能。智能鎖具的工作原理主要有這幾部分：智能鎖具的管理模塊、傳感器的網(wǎng)絡(luò)智能鎖具和智能鑰匙。

輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。主要是電纜和電纜隧道的監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)對電纜的溫度、濕度、有害氣體等進行監(jiān)測，實現(xiàn)對風(fēng)機、水泵系統(tǒng)的監(jiān)控，終端配件時還包括測溫光線。

地下電子電纜管理標識和系統(tǒng)。 主要是解決地下電力電纜快速維修等日常管理中的問題。在實際情況中，通過人來查電纜溝的設(shè)備位置情況和圖紙是很麻煩的，而且確定電纜規(guī)格也很困難。為了解決尋找電纜接頭位置、日常檢修和維護記錄存檔等問題，我們提出了電纜溝的智能綜合解決方案，通過在關(guān)鍵部位埋設(shè)地下電子標識器、增加溝內(nèi)電纜的專用標簽來解決以上問題。

對智能電網(wǎng)應(yīng)用的思考

主要包括發(fā)電、輸電、配電和用電這幾個環(huán)節(jié)。對發(fā)電環(huán)節(jié)的主要建議是優(yōu)化電場選址、鼓勵可再生能源投資、嚴格排放管理、優(yōu)化成本管理、可靠的經(jīng)濟設(shè)備管理、靈活的定價策略等。輸電環(huán)節(jié)優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃有堅強電網(wǎng)。適應(yīng)各種類型的發(fā)電資源，更高的設(shè)備利用水平和效率，更低的傳輸網(wǎng)損耗、可靠的經(jīng)濟設(shè)備管理。配電方面的建議主要是科學(xué)經(jīng)濟的配網(wǎng)規(guī)劃、自適應(yīng)的故障處理能力。用電環(huán)節(jié)的建議是市場營銷策略要針對用戶的個性化需求來定制服務(wù)。